一、All-Optical Wavelength Conversion With Multi-Channel Broadcasting at 10 Gb/s Using an Electroabsorption Modulator（论文文献综述）
陈光[1]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中指出光载射频信号处理是一门涉及射频技术和光子学的新兴交叉研究领域,其包括了光纤通信、无线通信、微波工程、模拟与数字信号处理、光电融合、光电子材料与器件、光载射频通信系统及网络应用等多个方面。光载射频技术的研究初衷是在射频系统中引入强大的光子技术,从而消除电子瓶颈的同时带来诸多优点,如高速率、低损耗、大带宽、小尺寸、低功耗、轻重量、高集成度、优良稳定性、抗电磁干扰、频率响应平坦、易于混合集成等技术优势。因此,通过采用基于光子学的射频信号处理技术可实现以前在电域内很难甚至是无法完成的功能或任务。正是由于这种巨大优势,光载射频通信自上世纪90年代开始研究以来,在信号处理、民用通信、国防军事、航空航天和医疗卫生等领域已得到了广泛的应用,并引起国内外学者的广泛关注。光载射频信号处理关键技术与光载射频通信（RoF）系统应用作为微波光子学两个重要的研究分支,近些年引起了研究者们的极大兴趣,并成为当前微波光子学的研究热点。本论文针对光载射频通信、光纤射频混合接入网络和微波光子雷达等民用和国防军事应用需求,依托国家自然科学基金重大项目等国家级课题,重点对光载射频信号处理关键技术和光载射频通信系统设计应用两方面开展研究工作。本论文的研究内容及创新点如下:一、提出了基于光串联单边带调制和光正交单边带复用的多模态相干光载射频通信系统为了解决多制式射频信号收发和传输面临的需求及挑战,提出一种采用光串联单边带调制（OTSSBM）和光正交单边带频谱复用（OOSSBM）的多模态相干光载射频通信系统方案,并在接收端采用数字信号处理算法辅助的相干检测,对多路相位调制码型信号的混叠信道进行识别和分离,实现了在相干光载射频通信系统中的多速率信号收发、调制解调与传输。（1）设计了相干RoF系统并进行了数值仿真,分析了 RoF系统中光载射频信号的频谱结构,并通过数字信号处理算法在接收端恢复了发射的2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK码型信号,给出了信号发射前和接收后的时域波形图和眼图对比。搭建了光载射频信号发送、传输、接收和处理的多信道高谱效相干光载射频通信实验平台。实验结果表明,对于所提出的不同类型及条件（单信道与双信道;OTSSBM与OOSSBM;40 km单模光纤传输与背靠背系统等）下的复用信号,经40公里单模光纤传输后系统性能良好,均满足误比特率（BER）低于10-9,品质因数达到6以上。（2）分析了采用OTSSBM和OOSSBM时,传输2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK信号,在保持能量效率适中的前提下,两种复用方案各自分别的频谱效率达到了 4.2 bit/s/Hz和4.9 bit/s/Hz,综合利用OTSSBM和OOSSBM两种方案达到7.4 bit/s/Hz。在提高光单载波射频通信系统的频谱效率和信道容量的同时,使用数字信号处理算法辅助的相干检测进行信号解调与恢复,没有增加额外的混叠信道分离硬件或光电器件,简化了系统结构和复杂度。二、设计了基于硅基光电子的相干光载射频通信集成发射模块和接收模块采用级联硅基微环谐振腔（MRR）结构,设计了具有波长选择性的高Q值、超窄带、可调谐的三通带光带通滤波器,并实现了基于MRR的光多载波产生的技术方案;设计了用于调制高速射频信号的硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）;利用所设计的MRR滤波器和DE-MZM等硅基光电子器件,设计了一种发射多路多制式射频信号并提供多类型射频信号接入功能的光载射频信号集成发射机;利用硅基平面光波导设计了混合集成数字相干光接收机,并对所设计的集成发射模块和接收模块的性能做了系统品质因数（Q-factor）和误码率（BER）的验证和测试。（1）利用上下分插型（或称作“上传下载型”）硅基MRR设计了超窄带可调谐光带通滤波器,所设计的单微环谐振滤波器中心波长为1552.52nm,3dB带宽为0.04nm,FSR为10nm,并拥有陡峭的滤波窗口上升沿和下降沿,利用热光效应可调谐滤波通带。通过将三个硅基单微环级联,形成具有波长选择性和可重构性的三通带可调谐窄带光带通滤波器。三个通带的中心波长分别为1550.7 nm,1551 nm和1551.3 nm,其平坦度良好,通道间隔FSR达到10 nm,吸收损耗低于3 dB/cm,每个微环谐振滤波器的精细度Finesse为250,Qtotal达到38750,级联多频带微环谐振滤波器产生多载波光源,其尺寸在毫米级。（2）设计了高速硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）,其带宽达到30 GHz,对于BPSK信号的数据速率接近10 Gbit/s。以三个频带作为光载波分别调制不同频段和类型的射频信号,以BPSK调制码型发射则每路信号达到10 Gbit/s的数据速率。设计了亚微米尺寸硅基波导可调谐光衰减器（VOA）,并分析了其特性。设计了双平行双电极马赫-曾德尔调制器,其被用于构成I/Q调制器。将有三个频带的微环谐振滤波器和三个硅基调制器串联后再并联,构成了在三个光载波上调制,同时加载多路不同类型宽带信号（如WiFi,WiMAX等射频信号,或数字信号和模拟信号的任意组合）的光载射频通信集成发射机,整个芯片尺寸为7.8 mm2的毫米量级。（3）为了解决相干光载射频通信系统对于数字相干接收机在集成度、功耗、工作稳定性、灵敏度、响应度波动、相位误差方面的进一步需求,设计了一种基于硅基平面光波导的集成数字相干光接收机前端,并测试了所设计的集成相干接收机前端模块的性能和参数指标。在1520 nm～1620 nm宽波长范围内,相位漂移在±1°,保证了相应端口良好的相位正交性。当温度在-5℃～80℃时,响应度幅度波动在±0.25 dB;相邻光电探测器端口之间的响应度偏差在0.4 dB之内。测试了对于112 Gbit/s PDM-QPSK调制码型信号的接收性能,得到了偏振正交方向X信道和Y信道上清晰且易于判决的星座图,以及品质因数（Q值）和信号光功率（光信噪比）的近似线性对应关系。三、设计基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术方案为了在一个光载射频信号处理系统中实现多项功能,并提高系统集成度及降低成本,对光载射频信号处理的三种核心技术——移相、滤波和倍频进行了综合方案设计。（1）基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器（DP-DPMZM）,设计了具有倍频功能的宽带光载射频信号移相器,不仅对射频信号进行2-6倍频调控,且在光域实现了 360°相位控制。仿真验证了其相移范围和倍频效果,相移量与相位调控参量接近线性关系,多倍频与相位控制这两种处理同时进行。分析了消光比的变化、90°混合器的幅度和相位不平衡性对相位漂移、幅度抖动及系统稳定性的影响。（2）借助MZM的单边带（SSB）调制（用于加载射频信号）和半导体光放大器（SOA）的光学非线性效应（慢光效应和相干布居振荡）,设计了一种滤波通带（中心波长）和3 dB带宽均可调谐的射频光子滤波器,该滤波器中心波长在15 GHz-20 GHz的频率范围内调节,并具有超过15 GHz的自由频谱范围（FSR）,中心波长不同,其FSR不同,最低的FSR亦超过15 GHz。调节SOA的注入电流,实现了其频带和3 dB带宽可调,在SOA驱动电流为420 mA左右时,FSR=15.44 GHz,滤波器通带的3 dB带宽BW3dB=2.45 MHz,品质因数Q-factor>6300（对于单通带滤波器,Q-factor=Finesse=FSR/BW3dB≈6302）,滤波器带外抑制比达到41 dB。（3）采用偏振分束器、偏振耦合器与两个SOA构成马赫-曾德尔干涉仪型结构（SOA-MZI）,设计了宽带射频光子移相器,数值模拟仿真结果表明:相移的动态范围达到360°、调控精度达到0.1°、相移带宽接近30 GHz,相位变化量与SOA驱动电流呈现良好的线性关系,且依照相移精度对相移量进行连续调节。这些特性均优于传统方案。此外也对所设计的射频光子移相器非线性失真原因做了初步分析。上述三个创新点不仅提升了光载射频通信系统的信道容量、频谱效率和多模态应用,丰富了光载射频信号发射和接入服务的多样性,还提高了系统集成度,降低功耗、减小器件尺寸,增强系统的稳定性和可靠性。实现了对射频信号的相位在光域进行连续精确调控,同时进行倍频和滤波等处理,增强了光载射频信号处理系统的综合功能。本论文针对基于光载射频通信的超宽带无线接入网络、微波光子雷达、光控相控阵、电子对抗系统以及其它需要高性能光载射频信号处理的领域开展研究,所取得的研究成果在未来相关研究领域中具有一定的实用价值和应用前景。
张晓玲[2]（2021）在《基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究》文中认为随着高速互联网、高清电视和实时娱乐等快速的增长,用户数据流量正呈指数级增长,因此对带宽与时延等要求越来越高。为了应对5G环境下增强移动宽带（e MBB）服务、大规模机对机通信（MTMC）服务及超可靠低延迟实时服务（URLLC）等挑战,未来光网络传输系统需要提供高弹性的带宽,使网络能高效获取资源和提供自适应连接,以满足快速数据传输模式和特征多样性的网络演进。基于多载波调制的光接入网系统具有较高灵活性、可重构性及适应性等优势,被认为是下一代光接入网系统优选技术方案。为使4G平滑过渡到5G,除了5G备选的滤波器组多载波（FBMC）信号调制技术外,4G中广泛被应用的多载波正交频分复用（OFDM）,以及数字滤波器嵌入复用/解复用技术,仍然是下一代光接入网关键的多载波技术。因此,本论文以多载波光接入网的物理层关键技术作为研究对象,针对不同接入场景,对基于多载波调制的光接入系统架构进行设计,对其如何提高系统传输速率、系统功率预算、收发器灵活性及不同业务连接等问题进行深入研究。本论主要研究工作、贡献及创新点如下:1)本论文为提高系统传输速率,针对MZM调制特性,分别生成归零（RZ）和载波抑制的归零（CSRZ）光脉冲序列,创新性地提出了基于光时间和偏振交织（OTPI）的低成本高速率光传输系统。实验结果表明:采用3 d B带宽为25 GHz的MZM,可实现单波224 Gbit/s的线路传输速率,有效降低了系统对带宽的需求,从而降低了系统成本。其次,研究了高功率预算和高速率光接入系统,对EML的啁啾,光纤色度色散与自相位调制在强度调制直接检测（IM-DD）光接入网系统中的影响进行了理论分析,并根据其联合响应特性,通过优化EML的偏置电压,使其啁啾与光纤的色散和自相位调制的联合响应达到平衡状态。设计了一个具有高度灵活性,且对调制格式透明的数字滤波器嵌入复用/解复用的IM-DD多载波光接入网系统,利用非线性补偿算法和10G EML调制器,实现了传输速率为25 Gbit/s、功率预算高达26 d B的多载波光接入系统。2)针对光双边带系统色散鲁棒性问题,研究了具有高色散鲁棒性的光单边带光接入网系统。针对基于强度调制和光滤波、双臂马赫-曾德尔调制器（DDMZM）和双平行双臂马赫-曾德尔调制器（DPMZM）三种光单边带调制方法,对其优缺点进行了对比分析,提出了基于OFDMA的载波压制光单边带（CS-OSSB）光接入网系统方案,并讨论分析了激光器线宽,载波信号功率比（CSPR）对系统性能的影响。研究结果表明:与传统的OSSB技术相比,所提出方案的接收机灵敏度可提高4 d B。另外,首次提出了载波重利用瑞利后向散射（RB）减轻的双向OSSB低成本直接探测光接入系统,在OLT端采用数字正交滤波器嵌入复用和解复用技术生成OSSB信号,使系统具有较好色散鲁棒性,由于数字正交滤波器的灵活特性满足ONU多用户灵活接入,并通过仿真和实验,有效实现ONU端无色及RB影响的减轻。3)针对多载波调制系统高峰均功率比（PAPR）问题,提出了截断DFT扩展降低PAPR的OSSB光接入系统,采用高效频谱效率的FBMC与OSSB调制相结合技术,该系统具有多载波系统灵活的带宽分配,同时具有较高色散鲁棒性。其PAPR性能不仅优于DFT扩展FBMC,甚至优于单载波频分多址（SC-FDMA）技术,因此对电放大器,调制器等线性度要求降低,同时也降低了数字-模拟转换器（DAC）/模拟-数字转换器（ADC）对量化精度的要求。分析了不同截断因子对传输性能和PAPR的影响,验证了传输速率50 Gbit/s,传输距离为50 km的截断DFT扩展的FBMC-OSSB光接入系统。所提出的创新方案对未来50G低成本多载波光接入网的演进具有一定的研究价值。4)为了在下一代光接入网系统中提供动态和灵活的多业务连接,创新性地提出了基于数字滤波器多路接入（DFMA）灵活全光虚拟专用网（VPN）的IM-DD低成本的光接入网系统,可同时支持上行通信和ONU之间的全光VPN通信。利用DFMA对调制格式透明和滤波器灵活分配的特点,所提出的光接入系统具有高度灵活的特性。由于滤波器灵活特性能支持动态回收和再分配VPN通信,通过采用不同的调制格式,成功实现了并发DS,US和VPN的DFMA经25 km光纤链路传输,验证了所提出的灵活并发低成本DMFA的全光VPN通信在多载波光接入网系统中的可行性。
黄祝阳[3]（2020）在《基于SOA级联滤波器的全光信号处理研究》文中认为全光信号处理能避免光-电-光转换,具有大带宽、低功耗、便于集成的优点,有望在高速大容量光通信网络节点的信息处理与交换中发挥重要作用。研究适应多波长通信网络的多信道全光信号处理集成芯片对推动全光信号处理技术在光通信网络中的具体应用至关重要。半导体光放大器（SOA）由于具有高非线性效应、低功耗、高输出效率、小体积、易于集成等优势,被广泛应用于全光信号处理技术中。在国家973计划、国家杰出青年基金等课题的资助下,本文主要研究基于SOA级联滤波器方案的全光信号处理,旨在发展用作多信道全光信号处理的单片集成芯片。概括本文的研究成果和贡献,主要有如下几个方面:（1）创新性提出了SOA级联新型Fano滤波器的方案,改善了基于SOA级联滤波器方案的全光波长转换性能。在基于SOA级联高斯滤波器实现40 Gbit/s的全光波长转换的基础上,创新性提出了SOA级联新型Fano滤波器的方案,利用Fano滤波器的陡峭传输谱线型,在蓝移失谐下滤出频率啁啾信息的同时很好地抑制了载波的功率输出,从模拟仿真与实验两方面验证了该方案相比原先的SOA级联高斯滤波器方案在实现波长转换时,转换后的输出信号质量具有明显的改善。实验中,在40 Gbit/s的速率下,转换后信号的最佳Q值由5.7提升到6.9。（2）研制了一款可用于多信道全光信号处理的SOA级联滤波器的单片集成芯片。研究了片上集成器件的设计原理与方法,并完成了片上SOA、MMI（多模干涉仪）、DI（延时干涉仪）滤波器以及AWG（阵列波导光栅）滤波器的设计。对芯片制作工艺进行摸索,完成光刻工艺、刻蚀工艺、电极制作等工艺参数的摸索与标定。开发的这些In P基芯片制作工艺,为In P基单片集成芯片的制作奠定了工艺基础。最终实现了用于多信道全光信号处理的单片集成芯片的制作,芯片上包含用于非线性产生的长SOA、用于后续信号放大的短SOA、1×2 MMI、2×2 MMI、相移器、DI滤波器、AWG滤波器等共计9个功能性器件,以及用于耦合和传输的无源波导。搭建了针对该单片集成芯片的测试平台,对片上SOA、片上滤波器等器件的性能进行测试。测试结果显示SOA的增益特性、伏安特性良好,DI的消光比大于17 d B,DI的FSR（自由光谱范围）为1.5 nm,可调DI的调节范围超过半个FSR,AWG信道间的抑制比超过了20 d B,信道间距为3.3 nm。（3）利用研制的SOA级联滤波器的单片集成芯片,实验上实现了多信道同时的全光码型转换。实现了4×40 Gbit/s的NRZ-OOK（非归零开关键控码）到RZ-OOK（归零开关键控码）的同时转换,信道的平均功率代价在1 d B以内;进一步实现了4×50 Gbit/s的NRZ-QPSK（非归零正交相移编码）到RZ-QPSK（归零正交相移编码）的同时转换,信道的平均功率代价为3 d B。总结而言,本文提出了SOA级联滤波器实现波长转换的性能改善方案,研究成功适应多信道同时全光信号处理的单片集成芯片,基于集成芯片实现了四信道的同时码型转换。本文工作对基于SOA的全光信号处理集成芯片的研究起到了一定的推动作用,具有理论意义和实用价值。
王富[4]（2020）在《基于软件定义网的多维多域光网络带宽资源优化技术研究》文中研究说明随着5G、流媒体、虚拟现实、自动驾驶等新兴应用的出现,终端用户对光通信网络的带宽、时延和信号灵活性都提出了更高的要求。而光网络不仅需要增加传输带宽来保证信息传输的容量,更需要提高光网络带宽的灵活性来提高带宽的效率。而目前光网络分为接入网、城域网、核心网,以及即数据中心网。接入网技术的发展已经迈进了50G/100G无源光网络（PON）阶段,所以如何提高PON带宽分配灵活性从而为用户提供高质量服务成为目前研究的热点。城域网速率上已经实现单载波百G光信号的百公里传输,如何增加光分插复用器（ROADM）的灵活性并完成毫秒级的光路重配,是城域网络发展的重点和热点问题。数据中心网（DCN）中,面对DCN的大规模、高能耗、大带宽带来的挑战,如何提高DCN网络灵活配置和全光交换是未来技术发展的主题之一。而随着软件定义网（SDN）的出现,光网络的发展带来了新的契机,采用控制平面和数据平面分离的架构可以大幅提高了网络管控的效率。随着软件定义光网络（SDON）概念的提出,目前该领域已经成为光网络技术研究的热点问题,受到广泛关注。然而,SDON技术的发展还存在不足,很多光网络上的问题还没有得到有效解决。本论文在基于软件定义光网络概念的基础上,通过软件定义的方法来增加光网络的灵活性,进而实现对光网络各个领域的带宽资源管理进行优化。本论文对接入网动态带宽分配算法,路由与频谱分配算法,光分组交换端口冲突解决方案,以及数据中心负载平衡算法进行了研究。论文的主要研究工作和创新点如下:1.接入网中基于软件定义的动态波长-带宽联合分配算法论文研究了波分/时分复用无源光网络（WDM/TDM-PON）中的波长和时隙的带宽分配问题。提出一种可以实现波长调度的多子PON架构,并且提出了一种可以有效分配时隙和波长的动态调度算法。该算法可以对时隙和波长进行二维带宽分配,并且支持业务分级来保证高等级业务的服务质量。该方法采用光线路终端（OLT）对光带宽分配周期中的时隙实现动态分配,并通过软件定义网的控制器来实现波长的分配,在二维资源调度空间中实现更灵活的资源调度。论文通过仿真和实验对提出的算法进行了研究。2.软件定义的频谱灵活光网络（EON）中基于蚁群优化的路由与频谱分配算法论文研究了以EON为框架的路由和频谱分配算法,提出了一种多层拓扑模型,并提出了一种基于频谱连贯度和蚁群优化的路由与频谱分配算法。基于论文提出的多层拓扑模型及频谱连贯度统计方法,将提出的算法与现有算法进行了仿真比较。仿真结果表明相较于目前已有算法,论文提出的算法可以降低5%以上的光路建立的阻塞率,提高链路利用率,并且减少频谱碎片的产生。3.DCN中基于软件定义网的全光交换机的分组冲突解决方案及负载平衡方案论文研究了基于快速光交换和流控制（Flow Control）的DCN中光分组冲突解决方案和负载均衡问题。提出了基于混合轮询的光分组冲突解决方案,并基于OPSquare的DCN架构为所提出的方案进行了实验和仿真研究。结果证明了论文提出的混合轮询方案能有效降低丢包率,提高吞吐量,并降低平均时延。论文提出了一种基于SDN的负载平衡方案。通过仿真,将提出的方案与现有方案进行比较。结果表明提出的方案可以提高吞吐量,并降低丢包率。
陈佳龙[5]（2020）在《基于光学物理层网络编码（OPNC）的全光网络研究》文中指出在数据中心采用光学物理层网络编码（Optical Physical-layer Network Coding,OPNC）实现全光网络通信,是目前光纤通信研究的热点,有较高的学术价值和较大的应用价值。本文为提高数据中心的数据交换效率并减少时延和波长资源的浪费,将OPNC技术应用于数据中心无源光互联,并对技术方案所需的方法进行了深入地研究。主要完成的工作及创新点如下:（1）深入分析和评述了数据中心无源光互联结构的工作原理和现状,并对已有的OPNC系统进行了深入研究,指出基于SOA全光逻辑门系统占用波长资源多、基于偏振复用系统可靠性差、基于相干通信系统结构繁琐且实用性差等缺陷,重点分析了基于波分复用的OPNC技术方案,并针对其无法适用于超高速系统和精度过高等缺点进一步改进系统。将OPNC技术引入无源光互联,分别对平均时延和丢包率进行分析,仿真实验结果表明,在波长资源不足且系统高负载时,采取OPNC技术可大幅降低丢包率并且时延降低近100倍。（2）提出了在无源光互联中利用基于萨克纳克（sagnac）干涉仪的全光逻辑门实现OPNC的技术方案。深入研究了基于sagnac逻辑门的工作原理和系统结构,通过将基于sagnac的逻辑门与已有OPNC技术方案中的基于SOA的逻辑门进行对比,指出基于sagnac逻辑门在开关速率的优势。仿真实验结果表明,基于萨克纳克（sagnac）干涉仪的全光逻辑门OPNC超高速传输（20Gb/s）系统在同步/异步通信时可以实现无误码通信,波长资源占用量减少了50%,对接收/发送器件的精度要求更低;但耦合器的成本有所增加。（3）提出了在无源光互联中基于开关键控（OOK）和差分移位键控（DPSK）调制的相干通信OPNC技术方案。对相干光通信的现状进行评述,分析了光源线宽对相干通信的影响,利用MZ调制器对OOK和DPSK的调制原理进行深入分析,得到不同偏置电压下的调制模式。分别对基于OOK和DPSK相干通信OPNC技术方案的系统进行了设计,并针对影响系统可靠性的关键参数进行了仿真实验,实验结果表明,传输速率为30Gb/s的系统在光源功率差和线宽等影响下依旧可以达到无误码通信,波长资源占用量同样可减少50%,并且对光源功率要求不高,结构简单实用,无需增加耦合器成本,更加适合于数据中心中基于耦合器的无源全光互联结构的使用。
孙剑[6]（2019）在《高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究》文中研究指明随着信息时代到来,虚拟现实、物联网、高清视频直播等技术和业务深入人们的日常生活和工作,光纤通信系统时刻面对着巨大的带宽需求。研究人员通过提高单通道速率、优化频谱效率以及开发新的复用维度等方法不断增加系统容量,总结近30年来OFC会议上Post Deadline文章,可以发现实验室中的光纤通信系统容量平均每四年提高10倍。使用多种技术相结合的方式可以非常有效地提高通信系统容量,但也将同时大幅增加网络节点复杂度,进而对光信号处理能力提出更高的要求,如高质量光信号源生成、多路信号同时处理、对信号波长和带宽透明、降低节点复杂度等。能够应对复杂网络环境并且低成本的光信号处理技术将成为能否将实验室中的超大容量系统成功商用化的关键因素。本文结合参与课题内容,对正常色散区超连续谱生成机理、光时分复用（Optical Time Division Multiplexing,OTDM）分插复用器、全光波长转换、宽度调谐脉冲生成以及全光相关器等这些光信号处理相关技术进行理论和实验研究,得到一些有益的结论和成果,主要的创新点和研究成果如下:（1）理论研究了脉冲在高非线性光纤（Highly Non-linear Fiber,HNLF）正常色散区超连续谱演化过程中的光谱收缩现象。在正常色散区,脉冲光谱存在能量由两侧波长向内侧转移的机制,这种机制主要由四波混频（Four Wave Mixing,FWM）过程中的能量回传和群速度色散（Group Velocity Dispersion,GVD）导致的走离效应共同作用引起,出现在光波分裂（Optical Wave Breaking,OWB）现象发生之后,其发生的传输距离与脉冲峰值功率和光纤色散成反比。另外受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering,SRS）和交叉相位调制（Cross-Phase Modulation,XPM）效应对光谱收缩现象具有不同影响,表现为:当脉冲内同一时刻重叠的频率分量间隔达到拉曼增益范围时,在SRS的作用下短波长分量会将能量转移给长波长分量,导致短波长分量收缩速度快于长波长分量;XPM在脉冲前后沿表现为不同特性,分别体现为红移和蓝移,这会导致两侧光谱收缩不同步。（2）理论研究了 HNLF正常色散区脉冲前后沿尾部非频移部分演化过程。SRS加速了前沿非频移部分的能量减弱过程,减缓了后沿非频移分量能量减弱过程,三阶色散和自陡峭效应虽然可以导致光谱不对称展宽,但对于尾部非频移分量影响较小;XPM对非频移部分影响表现为脉冲不同频率分量在前后沿重合时,能量较强的部分对能量较弱的非频移部分进行相位调制,最先在靠近脉冲中心的位置发生,前沿的非频移部分出现红移,而后沿部分出现蓝移,传输过程中非频移部分一直受到XPM作用,红移部分持续红移,蓝移部分持续蓝移,波长逐渐靠近前后沿频移部分。（3）分别基于XPM和自相位调制（Self-Phase Modulation,SPM）效应提出了双向使用高非线性光纤结构的全光分插复用和波长转换方案,并进行了实验验证,相比于已有的方案,文中提出方案在仅使用一段HNLF的条件下实现了同时对两路OTDM信号分别进行处理,减少了使用器件数量,简化了系统结构,进行了 2*80 Gbit/s OTDM信号分插复用实验以及50 Gbit/s和20 Gbit/s信号同时波长转换实验,实验结果表明提出的结构都实现了信号无误码接收,具有良好的信号处理能力。（4）分别基于铌酸锂调制器的偏振特性和行波特性提出了两种宽度可调谐脉冲生成方案,并进行了理论分析和实验验证。相比于现有方案,提出的方案在仅采用一个单驱动强度调制器情况下实现了脉冲占空比21%-50%范围内连续可调,简化了系统结构。利用提出的宽度可调谐脉冲生成结构分别进行了 40Gb/s OTDM信号解复用和80 Gb/s OTDM信号100 km传输解复用实验,都实现了实现了无误码接收,实验表明提出的结构具备对高速光信号处理的能力。（5）提出了一种基于多模光纤中模式色散的全光相关器。理论和实验研究证明短脉冲光以不同角度从不同位置注入到多模光纤中可以激励起离散的模式群,这些模式群因模式色散在光纤输出端会形成特有的脉冲响应,依此可以建立空间到时间的一一对应关系。搭建了基于模式色散的全光相关器实验结构,完成了对8-bit码元的全光检测实验。另外当相关器脉冲响应为矩形时,提出的结构可以用于实现全光积分,并进行了实验验证。
黎泽[7]（2018）在《中短距离光联网信号处理若干关键技术研究》文中研究说明随着云计算、物联网、虚拟现实等新型业务的快速发展,用户对带宽的需求日益增长。应对这种需求,作为支撑信息社会的重要基础,光通信网络向着更高速率和更大容量的方向发展。数据中心光互连、光接入网、城域光互连等典型的中短距离光联网是光网络的重要组成部分,其传输距离由几米到几百公里不等,与长距离数据传输不一样,其对系统的成本和能耗更加敏感。研究中短距离光联网的信号处理技术,特别是光接入与光互连的信号处理技术,对未来光网络技术的创新和发展都具有重要的意义,也是目前光通信研究的热点和难点。目前,光接入与光互连的信号处理技术存在一些关键问题尚待解决,如光接入和光互连节点缺乏灵活可重构的光信号处理子系统,导致网络自适应性和灵活性差,功能单一,缺乏并行多波道、多功能、混合调制格式处理功能,系统光功率受限造成系统实际容量小于理论值的问题等。论文围绕中短距离光联网中信号处理技术面临的关键问题展开研究。主要创新点如下:1、针对波分复用（WDM）光接入网电域组播方案复杂、带宽小、资源利用率低等问题,提出了一种基于半导体光放大器（SOA）中四波混频（FWM）效应的可重构下行多波长光域组播方案,该方案无需改变WDM光接入网结构而将一个组播模块配置在光线路终端（OLT）或者远端节点（RN）即可提供组播服务。实验中实现了下行10 Gbps差分相移键控（DPSK）信号1路到6路可重构的多波长组播,各路组播信号的误码率（BER）性能优于前向纠错（FEC）阈值（BER=3.8×l0-3）。2、针对现有光互连节点带宽无弹性、系统不可重构因而灵活性差的问题,提出了两种城域光互连中软定义可重构的光信号处理方案:a)利用国内合作单位自主研制的基于硅基液晶（LCoS）的可调带宽波长选择开关（TB-WSS）,提出了一种软定义可重构的滤波方案,实验结果表明,该方案可以通过软件编程实现不同类型、不同带宽设置的滤波形状,如高斯滤波器、贝塞尔滤波器、巴特沃斯滤波器等;b)提出了一种城域光互连中软定义可重构的多波长组播方案,解决数据源与首跳网络节点间以及光互连节点波长冲突和组播需求的问题,实现可重构的多波长组播功能。以上方案都通过实验验证,可应用在软定义光互连架构中,实现软定义可重构的光交换、滤波、多波长组播等功能,使光互连网络具有更强的自适应性和灵活性。3、针对光互连节点中混合调制下多路光信号处理的难题,提出了一种基于高非线性光纤（HNLF）中FWM效应的三通道二进制相移键控（BPSK）、BPSK、正交相移键控（QPSK）混合调制光信号异或运算兼波长变换和多波长组播的多功能光信号处理方案,仿真结果表明,输入两路10 Gbps BPSK信号与一路10 Gbaud/s QPSK信号,可生成五路混合调制格式异或门信号、两路波长变换信号和两路多波长组播信号,生成信号的BER性能都优于FEC阈值,光信噪比（OSNR）代价均不超过0.7dB（@BER=10-3）。4、为了提高光互连中混合调制光信号并行传输时物理层的安全性,提出了一种基于HNLF中FWM效应的三通道BPSK、BPSK、QPSK混合调制光信号光域加密/解密方案,仿真结果表明,该方案无需专门的泵浦光,输入两路10 Gbps BPSK信号与一路10 Gbaud/s QPSK信号,可以实现对两路BPSK信号的光域加密/解密,解密信号的BER性能优于FEC阈值,OSNR代价小于0.8 dB（@BER=10-3）。该方案保证光信号业务安全性的同时也提高了光互连节点信号处理的效率。5、实际光互连系统因光功率受限无法达到很高的OSNR,从而实际容量小于理论值。针对这一问题,提出了一种概率整形算法和4阶脉冲幅度调制相结合（PS-PAM4）的光互连方案,仿真分析了不同接收光功率、传输距离、速率下PS-PAM4信号和均匀分布PAM4信号在光纤中的传输性能,仿真结果表明,当光纤互连系统光功率受限、信噪比（SNR）低的情况下,该方案能有效改善系统的性能、提高系统容量;此外,实验验证了两种PS-PAM4信号与均匀分布PAM4信号在可见光通信（VLC）信道的传输性能,实验结果表明,该方案可以降低VLC系统误符号率（SER）、提高系统的容量,与均匀分布PAM4信号相比,这两种PS-PAM4信号分别使VLC系统的传输速率提升了 18.6%和 22.6%（@SER=10-3）。
廖晓露[8]（2017）在《基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究》文中认为近年来,我国网络覆盖范围不断扩大,传输和接入能力不断增强,宽带技术取得显着进展,产业链已经初步形成,应用服务水平不断提升。物联网、云计算、数据中心、终端服务、车载网络、无线网络、可见光通信等等都将带来网络流量井喷式的发展。而波长路由技术能大大提高光通信网络的可靠性,光通道中的各段链路可采用多个波长,一旦在光通道中有空闲波长,其便可以用来构建新的光通路。这种波长路由技术,包括波长转换技术和光交叉连接技术,可以提高波长利用率,有效解决光交叉连接中的波长竞争、动态路由规划问题,以降低网络的阻塞率,提高网络的灵活性。本课题针对全光网络的需要,提出一种全光波长转换和路由系统,希望能够以V型耦合腔可调谐激光器为基础,将各个不同的有源无源器件单片集成在同一芯片上,从而能够在一定通信波长范围内,实现对光信号放大处理、转换波长、转发路由的功能。本文中V型耦合腔激光器（VCL）是一种基于半波耦合器选模,通过两个有微小光程差的谐振腔的游标效应实现大范围波长调谐并有很高的边模抑制比（SMSR）的激光器。它不需要光栅,制作工艺简单,十分便于集成。本文将基于VCL激光器提出多种方案,并通过仿真设计验证VCL半导体激光器的调谐范围扩展、窄线宽、准连续调谐、啁啾可控等性能。这种低成本高性能的可调谐激光器和多功能大规模集成度的光器件吸引了业界的关注,并成为目前发展的大趋势。本文结合V型耦合腔激光器,提出了延时马赫曾德干涉型（DI-MZI）的SOA交叉相位调制（XPM）波长转换结构,设计包括延时波导、多模干涉耦合器（MMI）、SOA、有源无源耦合器等器件,运用时域行波模型分析目前可实现40Gb/s归零码型全光波长转换的两种模型。本文针对单片集成的技术需求,希望通过quantum well offset、quantum well intermixing或者butt-joint集成平台的搭建,解决上述器件集成不兼容、制作工艺复杂等问题,重点探索了三种集成平台制作工艺。我们成功制作了全光路由芯片,测试实现2.5G的全光波长转换,这将是国内首个实现波长转换并路由的大规模光子集成器件,能缩小与世界先进研究水平差距。总而言之,设计和实现高速光子集成器件可大大减少光网络终端和节点设备的功耗和体积,是下一代光网络发展的关键技术。本课题聚焦于开发高性价比的半导体可调谐激光器,并推向产业应用;同时基于V型耦合腔可调谐激光器进一步探索超高集成度的光子路由器芯片,为未来全光路由技术打下基础。
党军涛[9]（2017）在《正交频分复用信号的全光波长变换技术研究》文中指出做为未来基于波分复用技术的全光网络的关键技术之一,全光波长变换技术（AOWC）可以避开“电子瓶颈”有效地解决网络信道波长争用,实现波长路由减少网路的通道波长堵塞和显着提高网络吞吐量,在动态流量模式下更好地利用网络资源。光网络的整体性能受全光波长变换器性能的直接影响,因此全光波长变换技术的研究受到了人们的极大关注,它是目前光通信及全光网络领域中的一个研究热点。正交频分复用（OFDM）技术具有频谱效率高,对光纤信道色散具有鲁棒性,可实现自适应调制且抗干扰能力强,传输容量大等特点,目前在光纤通信领域已有广泛的应用。不像传统的数字单载波调制中的信号,OFDM信号的时域波形是模拟的,其波动如同随机噪声,这种独特的特点使得OFDM信号进行全光波长变换时全光波长转换器需具备线性转换能力,以保证全光波长变换后波形不失真,而目前国内外关于OFDM信号的全光波长变换技术的研究还很少。本文阐述了目前国内外对于OFDM信号全光波长变换技术的研究现状,首次提出基于双模注入锁定FP激光器的方法实现OFDM信号的全光波长变换的新方案:毫瓦功率级别的控制信号和探测信号耦合后注入FP激光器,通过适当的控制,它们可以被注入锁定到FP激光器中的两个纵模,随后,探测信号的传输会由控制信号来调节（即实现了波长变换）。对基于该方案的OFDM信号的全光波长变换进行了数值仿真和实验研究,主要研究工作如下:1.搭建了基于双模注入锁定FP激光器的方法实现OFDM信号的全光波长变换的系统数值仿真平台,验证了该方案对于实现OFDM信号全光波长变换的可行性,数值仿真了转换的OFDM信号的SNR与控制OFDM信号的注入功率比和频率偏移的关系,同时仿真结果表明从控制信号到探测信号的传输响应是基本线性的,但轻微的偏差将降低转换的OFDM信号的性能,需要适当控制该方案。2.搭建了基于双模注入锁定FP激光器的方法实现OFDM信号的全光波长变换的系统实验平台,实验研究了该方案下此全光波长变换器的性能,包括:注入锁定前后的输出光谱、频率响应、传输函数、对波长及注入功率的性能容忍性、系统容量、及系统的功率代价。实验结果表明该方案对于OFDM信号的全光波长变换可以实现较大的频率响应带宽,且该带宽并不受限于FP激光器的电调制带宽的大小,线性的传输函数,较强的系统容忍性,大于40 Gb/s的系统容量,和小于3dB的系统功率代价。3.搭建了基于多模注入锁定FP激光器的方法实现OFDM信号的全光波长多播的系统实验平台,研究了该方案对于OFDM信号的全光波长多播的性能。首次实现了5×20.41Gb/s的OFDM信号全光波长多播的实验演示。在FEC阈值BER为2.3×10-3时,五个信道的平均功率代价为2.8dB。
刘丽,徐铁峰,戴振祥,刘太君,戴世勋,王训四,张秀普[10]（2016）在《四波混频光生毫米波技术研究进展》文中提出基于四波混频（FWM）效应的光生毫米波（MMW）技术因对信号频率、幅度和相位无限制且光转换效率高,已成为光生毫米波技术研究的一个重点方向。回顾了基于四波混频的光生毫米波技术的研究历程,讨论了目前基于半导体光放大器（SOA）、高非线性光纤（HNLF）和硅基波导等光学器件的四波混频效应生成毫米波的三种技术路线,综述了硫系玻璃光纤和硫系波导在光生毫米波领域的研究进展,并对光生毫米波技术的发展前景进行了展望。
二、All-Optical Wavelength Conversion With Multi-Channel Broadcasting at 10 Gb/s Using an Electroabsorption Modulator（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、All-Optical Wavelength Conversion With Multi-Channel Broadcasting at 10 Gb/s Using an Electroabsorption Modulator（论文提纲范文）
（1）光载射频信号处理若干技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光载射频信号处理的研究背景和意义 |
| 1.2 光载射频通信的发展动态及技术优势 |
| 1.2.1 光载射频信号处理与光载射频通信的国内外研究现状 |
| 1.2.2 光载射频通信技术的未来发展趋势 |
| 1.2.3 光载射频通信技术面临的挑战 |
| 1.2.4 射频光子信号处理在雷达系统中的应用及发展前景 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光载射频信号处理的理论基础 |
| 2.1 RoF系统中光载射频信号的产生 |
| 2.1.1 光载射频通信系统中的调制器 |
| 2.1.2 双光源外差混频技术 |
| 2.2 光电上变频和下变频技术 |
| 2.2.1 MZM实现上变频 |
| 2.2.2 EAM实现上变频 |
| 2.2.3 光电下变频技术 |
| 2.3 射频信号的光域调制与解调技术 |
| 2.3.1 光载射频信号的直接调制技术 |
| 2.3.2 光载射频信号的外调制技术 |
| 2.3.3 光载射频信号的包络检波解调 |
| 2.4 光载射频通信链路中的信号失真原因及分析 |
| 2.4.1 谐波失真问题研究 |
| 2.4.2 RoF系统光纤链路中的传输色散 |
| 2.4.3 RoF链路中的噪声产生原因及特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多信道高谱效相干光载射频通信系统 |
| 3.1 基于串联单边带调制的光载射频信号产生 |
| 3.1.1 光载射频信号串联单边带调制的方案设计 |
| 3.1.2 光载射频信号串联单边带调制的数学模型与理论推导 |
| 3.2 基于光正交单边带复用的光载射频信号产生 |
| 3.2.1 光载射频信号正交单边带复用的方案设计 |
| 3.2.2 光载射频信号正交单边带复用的理论推导与分析 |
| 3.3 多信道高谱效相干光载射频通信系统仿真与实验研究 |
| 3.3.1 相干光载射频通信系统仿真研究 |
| 3.3.2 多模态相干光载射频通信系统的设计及实验平台的建立 |
| 3.3.3 基于数字信号处理的光载射频通信相干接收与信号解调恢复 |
| 3.3.4 多信道高谱效光载射频通信系统实验结果及性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于硅基光电子的相干光载射频通信集成收发机 |
| 4.1 高Q值超窄带的光带通滤波器设计 |
| 4.1.1 基于硅基单微环的波长选择性光带通滤波器 |
| 4.1.2 基于串联多微环的可调谐超窄带光带通滤波器 |
| 4.2 基于硅基滤波器和硅基调制器的集成光载射频信号发射机设计 |
| 4.2.1 硅基双电极马赫-曾德尔调制器的设计与实现 |
| 4.2.2 硅基集成多信道光载射频信号发射机设计与实现 |
| 4.2.3 硅基光载射频信号发射机的仿真验证及结果分析 |
| 4.3 基于集成发射机的相干光载射频通信系统 |
| 4.3.1 集成相干光载射频信号发射机的实现 |
| 4.3.2 光载射频通信系统性能验证及结果分析 |
| 4.4 光载射频通信集成数字相干光接收机前端设计 |
| 4.4.1 集成数字相干光接收机的方案设计 |
| 4.4.2 集成数字相干光接收机前端的设计结构 |
| 4.4.3 数字相干光接收机前端模块的性能参数指标 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术 |
| 5.1 基于DP-DPMZM的光载射频信号移相与倍频方案 |
| 5.1.1 基于DP-DPMZM倍频相移方案的机理分析与数学模型 |
| 5.1.2 倍频功能的数值仿真与验证分析 |
| 5.1.3 移相功能的数值仿真结果及分析 |
| 5.1.4 基于DP-DPMZM的倍频移相系统性能影响因素分析 |
| 5.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器的设计方案 |
| 5.2.1 基于MZM和SOA的射频光子滤波模块设计 |
| 5.2.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器仿真验证及结果分析 |
| 5.2.3 射频光子滤波器的应用分析 |
| 5.3 基于SOA-MZI结构的光载射频信号移相器设计 |
| 5.3.1 光载射频信号移相的机理特点及典型设计方案分析 |
| 5.3.2 基于SOA-MZI结构的射频光子移相器设计方案 |
| 5.3.3 基于SOA-MZI的光载射频移相器仿真验证及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究成果 |
| 6.2 不足之处及改进措施 |
| 6.3 未来展望 |
| 附录 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果目录 |
（2）基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 光接入网的技术演进与挑战 |
| 1.2.1 光接入网的技术演进 |
| 1.2.2 光接入网的挑战与技术难题 |
| 1.3 多载波调制光接入网研究背景与意义 |
| 1.4 多载波调制光接入网国内外研究现状 |
| 1.4.1 高功率预算多载波光接入网系统 |
| 1.4.2 低成本光单边带多载波调制光接入网系统 |
| 1.4.3 高效频谱效率FBMC低峰均功率比光接入网系统 |
| 1.4.4 多业务全光VPN多载波光接入网系统 |
| 1.5 论文主要内容和结构安排 |
| 第二章 高功率预算的多载波光接入IM-DD系统研究 |
| 2.1 直接检测系统的传输特性分析 |
| 2.1.1 DML-DD传输特性分析 |
| 2.1.2 EML-DD传输特性分析 |
| 2.1.3 MZM-DD传输特性分析 |
| 2.2 OTPI高速IM-DD光传输系统 |
| 2.2.1 OTPI高速光传输系统基本原理 |
| 2.2.2 实验系统构架和参数设置 |
| 2.2.3 系统传输参数优化与性能 |
| 2.3 DOF嵌入的高功率预算多载波高速IM-DD光接入研究 |
| 2.3.1 DOF嵌入的多载波光接入IM-DD技术原理 |
| 2.3.2 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入的实现 |
| 2.3.3 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入系统构架 |
| 2.3.4 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入网性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于损伤抑制的低成本光单边带多载波光接入研究 |
| 3.1 光单边带技术 |
| 3.2 基于OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统 |
| 3.2.1 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统原理 |
| 3.2.2 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统构架 |
| 3.2.3 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统参数配置 |
| 3.2.4 传输性能分析 |
| 3.3 ONU无色多载波双向OSSB光接入网系统 |
| 3.3.1 ONU无色双向OSSB光接入网系统的工作原理 |
| 3.3.2 ONU无色双向OSSB光接入网系统的仿真与结果 |
| 3.3.3 ONU双向OSSB光接入网系统的实验与结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于截断DFT扩展的FBMC光接入网系统研究 |
| 4.1 FBMC中原型滤波器的设计 |
| 4.1.1 EGF滤波器的设计 |
| 4.1.2 Mirabbasi-Martin滤波器的设计 |
| 4.1.3 Hermite滤波器的设计 |
| 4.2 FBMC的基本原理 |
| 4.3 多载波FBMC降低PAPR的实现方法 |
| 4.3.1 μ律压扩法降低PAPR的实现 |
| 4.3.2 限幅降低PAPR的实现 |
| 4.3.3 DFT扩展降低PAPR的实现 |
| 4.4 截断DFT扩展的FBMC-OSSB多载波光接入网系统 |
| 4.4.1 截断DFT扩展的FBMC低 PAPR原理 |
| 4.4.2 KK算法原理 |
| 4.4.3 系统构架和参数配置 |
| 4.4.4 传输性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于DFMA的灵活全光VPN的光接入网系统研究 |
| 5.1 光接入网系统中全光VPN通信实现技术 |
| 5.1.1 基于FP-LD的全光VPN光接入系统 |
| 5.1.2 基于MP-BPF的全光VPN光接入系统 |
| 5.1.3 基于COF的全光VPN光接入系统 |
| 5.2 基于DFMA多载波光接入系统的VPN通信 |
| 5.2.1 DFMA光接入网构架 |
| 5.2.2 DFMA全光VPN光接入原理 |
| 5.2.3 VPN通信灵活性分析 |
| 5.2.4 VPN扩展性分析 |
| 5.3 基于DFMA光接入网全光VPN通信研究 |
| 5.3.1 基于DFMA光接入网全光VPN配置 |
| 5.3.2 基于DFMA光接入网性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（3）基于SOA级联滤波器的全光信号处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 全光信号处理的研究背景与研究意义 |
| 1.2 全光信号处理的研究范畴与实现方法 |
| 1.3 基于SOA的全光信号处理研究进展 |
| 1.4 本论文的工作 |
| 2 SOA级联滤波器全光信号处理方案的理论基础 |
| 2.1 SOA的基本原理 |
| 2.2 滤波器的基本工作原理 |
| 2.3 单片集成方案的基本原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 SOA级联滤波器实现波长转换及其性能改善的研究 |
| 3.1 SOA级联高斯滤波器实现波长转换的理论与实验研究 |
| 3.2 SOA级联Fano滤波器实现波长转换的理论与实验研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 SOA级联滤波器单片集成芯片的设计、制作与测试 |
| 4.1 SOA级联滤波器集成芯片的设计 |
| 4.2 SOA级联滤波器集成芯片的制作工艺 |
| 4.3 SOA级联滤波器集成芯片的测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 SOA级联滤波器集成芯片用于多信道码型转换的研究 |
| 5.1 片上多信道NRZ-OOK到 RZ-OOK的理论与实验研究 |
| 5.2 片上多信道NRZ-QPSK到 RZ-QPSK的理论与实验研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 英文缩写简表 |
（4）基于软件定义网的多维多域光网络带宽资源优化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRCT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光网络的发展概述 |
| 1.1.1 光网络架构 |
| 1.1.2 基于软件定义网的光传送网络 |
| 1.1.3 无源光网络架构及动态带宽分配技术 |
| 1.1.4 基于频谱灵活城域光网络的路由及频谱分配技术 |
| 1.1.5 基于SDN的数据中心网络架构及交换技术 |
| 1.2 国内外技术研究现状 |
| 1.2.1 动态带宽分配及控制技术研究现状 |
| 1.2.2 基于频谱灵活光网络的架构及路由-频谱分配技术研究现状 |
| 1.2.3 基于SDN的数据中心全光交换技术研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容和创新点 |
| 1.4 论文的组织架构 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于SDN的WDM/TDM-PON中波长-时隙联合分配算法研究 |
| 2.1 基于SDN的WDM/TDM-PON架构及动态带宽分配技术 |
| 2.1.1 WDM/TDM-PON架构 |
| 2.1.2 动态带宽分配技术 |
| 2.2 基于波长分组的软件定义WDM/TDM-PON的波长-时隙联合分配方案 |
| 2.2.1 基于波长分组的软件定义WDM/TDM-PON组网架构 |
| 2.2.2 基于软件定义的波长-时隙联合分配技术 |
| 2.2.3 实验和结果 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 城域网中基于蚁群优化的路由与频谱分配方案研究 |
| 3.1 EON中多层虚拟拓扑模型及路由与频谱分配技术 |
| 3.1.1 频谱灵活光网络与路由-频谱分配算法 |
| 3.1.2 基于多层虚拟拓扑的软件定义EON架构 |
| 3.1.3 RSA问题的启发式算法总结 |
| 3.2 基于蚁群优化的路由与频谱分配方案研究 |
| 3.2.1 频谱连贯性指数的统计方法 |
| 3.2.2 基于蚁群优化的最小邻接-备选链路对连贯度损失RSA算法 |
| 3.2.3 基于蚁群优化的最小连贯度损失RSA算法 |
| 3.3 数值仿真和结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 软件定义数据中心网中基于混合轮询的光分组冲突解决方案研究 |
| 4.1 快速光交换技术中的光分组冲突问题 |
| 4.2 基于FOS的OPSquare数据中心网络架构 |
| 4.3 基于混合轮询的光分组冲突解决方案 |
| 4.4 快速光分组交换的架构性能优化 |
| 4.5 光交换原型机中HPACR算法的实验验证 |
| 4.6 DCN中HPACR算法的数值仿真 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于SDN的数据中心网中负载均衡方法研究 |
| 5.1 数据中心网负载均衡技术 |
| 5.2 基于ECMP的OPSquare路由技术 |
| 5.3 基于软件定义的概率路由的负载均衡解决方案 |
| 5.4 结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 附录1: 缩略语列表 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
（5）基于光学物理层网络编码（OPNC）的全光网络研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于偏振复用的OPNC系统 |
| 1.2.2 基于全光异或门的OPNC系统 |
| 1.2.3 基于波分复用的OPNC系统 |
| 1.2.4 基于相干通信的OPNC系统 |
| 1.3 本论文的主要工作及安排 |
| 第2章 数据中心传统无源光互联物理层网络编码 |
| 2.1 数据中心网络 |
| 2.1.1 数据中心的光互联结构 |
| 2.1.2 数据中心的流量分布特点 |
| 2.1.3 数据中心的能耗分布 |
| 2.1.4 数据中心的低能耗结构 |
| 2.1.5 不同交换类型之间的能耗对比 |
| 2.2 无源光互联结构 |
| 2.2.1 基于AWG的无源光互联结构 |
| 2.2.2 基于耦合器的无源光互联结构 |
| 2.2.3 多用户之间的信息交换模型 |
| 2.2.4 OPNC的网络增益 |
| 2.3 基于波分复用的无源光互联物理层网络编码方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于sagnac全光逻辑门的OPNC系统 |
| 3.1 全光逻辑门的研究现状 |
| 3.1.1 基于SOA型全光逻辑门 |
| 3.1.2 基于非线性光纤型全光异或门 |
| 3.1.3 基于纳米波导型全光逻辑门 |
| 3.2 基于Sagnac型光纤干涉仪型全光逻辑门 |
| 3.2.1 基于Sagnac光纤干涉仪型全光异或门 |
| 3.2.2 sagnac光纤干涉仪耦合器分光比 |
| 3.2.3 波导中的非线性效应 |
| 3.2.4 光克尔效应 |
| 3.2.5 逻辑门的开关功率 |
| 3.3 基于Sagnac型全光逻辑门的OPNC系统 |
| 3.3.1 基于全光逻辑门的OPNC系统模型 |
| 3.3.2 在同步情形下系统的仿真结果 |
| 3.3.3 在异步情形下系统的仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于相干通信的OPNC系统 |
| 4.1 相干光通信系统的研究发展 |
| 4.2 相干光通信系统的基本理论 |
| 4.2.1 光源 |
| 4.2.2 调制器 |
| 4.3 基于OOK的 OPNC相干通信系统 |
| 4.3.1 系统模型 |
| 4.3.2 服务器通信仿真 |
| 4.3.3 接收机灵敏度分析 |
| 4.4 基于DPSK的 OPNC相干通信系统 |
| 4.4.1 系统模型 |
| 4.4.2 服务器通信仿真 |
| 4.4.3 接收机灵敏度分析 |
| 4.5 系统性能扩展性研究 |
| 4.5.1 加入传输链路扩展性分析 |
| 4.5.2 多服务器扩展性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 学位论文答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（6）高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 正常色散区超连续谱生成理论研究进展 |
| 1.3 OTDM分插复用和全光波长转换技术 |
| 1.3.1 OTDM分插复用技术研究现状 |
| 1.3.2 全光波长转换技术 |
| 1.4 光脉冲生成技术 |
| 1.5 全光相关技术 |
| 1.6 全文安排 |
| 2 正常色散区超连续谱演化的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超连续谱基础理伦和数值计算方法 |
| 2.2.1 广义非线性薛定谔方程 |
| 2.2.2 噪声和相干度模型 |
| 2.2.3 数值计算方法 |
| 2.3 皮秒脉冲正常色散区超连续谱生成机理 |
| 2.4 HNLF正常色散区超连续谱光谱收缩现象的研究 |
| 2.5 HNLF正常色散区脉冲尾部非频移部分演化的研究 |
| 2.5.1 拉曼散射和三阶色散对脉冲尾部非频移分量影响 |
| 2.5.2 XPM对脉冲尾部非频移分量的影响 |
| 2.5.3 啁啾脉冲尾部非频移分量在HNLF正常色散区演化的研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 OTDM分插复用器和全光波长转换的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于XPM效应的分插复用和基于SPM的波长转换原理 |
| 3.2.1 基于XPM效应的分插复用器原理 |
| 3.2.2 基于SPM的全光波长转换原理 |
| 3.3 双向使用HNLF的全光信号处理 |
| 3.4 双向使用HNLF的全光分插复用器 |
| 3.5 双向使用HNLF的全光波长转换 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于铌酸锂马赫曾德尔调制器的宽度可调谐脉冲生成研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铌酸锂马赫曾德尔调制器原理 |
| 4.3 基于MZM偏振特性的脉冲宽度调谐 |
| 4.3.1 仿真分析 |
| 4.3.2 实验验证 |
| 4.4 基于Sagnac环和调制器生成宽度可调谐脉冲 |
| 4.4.1 基本原理 |
| 4.4.2 仿真分析和实验验证 |
| 4.4.3 80 Gb/s OTDM信号100 km传输解复用实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于模式色散的全光相关器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基础理论 |
| 5.2.1 模式理论 |
| 5.2.2 模式色散 |
| 5.2.3 模式激励 |
| 5.2.4 模式耦合 |
| 5.3 基于模式色散的全光相关器 |
| 5.3.1 工作原理 |
| 5.3.2 实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 下一步要展开的工作 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）中短距离光联网信号处理若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光接入与光互连的发展现状与趋势 |
| 1.2.1 光接入与光互连的主要分类和现状 |
| 1.2.2 光接入与光互连中的关键技术和发展趋势 |
| 1.3 光接入与光互连中信号处理技术的发展需求 |
| 1.3.1 光接入与光互连中信号处理技术存在的问题 |
| 1.3.3 研究现状 |
| 1.4 论文的主要工作和创新点 |
| 1.4.1 论文结构 |
| 1.4.2 论文的主要创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于非线性效应和概率整形的信号处理技术原理 |
| 2.1 基于非线性效应的光信号处理技术原理 |
| 2.1.1 光信号处理技术的基本概念 |
| 2.1.2 基于非线性效应的光信号处理的实现 |
| 2.1.3 基于FWM效应的光信号处理的应用示例 |
| 2.2 基于概率整形的数字信号处理技术原理 |
| 2.2.1 概率整形的研究意义 |
| 2.2.2 互信息 |
| 2.2.3 光通信系统概率整形的理论基础 |
| 2.2.4 概率整形的实现方法 |
| 2.2.5 CCDM技术原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光接入与光互连中灵活可重构的光信号处理 |
| 3.1 WDM光接入网的多波长组播方案 |
| 3.1.1 WDM光接入网下行多波长组播的意义 |
| 3.1.2 WDM光接入网下行多波长组播方案设计 |
| 3.1.3 仿真分析 |
| 3.1.4 实验结果分析 |
| 3.2 城域光互连中软定义可重构的光信号处理方案 |
| 3.2.1 软定义可重构光通信子系统的意义 |
| 3.2.2 基于TB-WSS软定义可重构的滤波方案 |
| 3.2.3 城域光互连中软定义可重构的多波长组播方案 |
| 3.2.4 实验测试与结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光互连中多路混合调制光信号的并行多功能处理 |
| 4.1 两通道BPSK、QPSK光异或门兼波长转换方案 |
| 4.1.1 混合调制光逻辑门的意义 |
| 4.1.2 两通道BPSK、QPSK光异或门兼波长转换方案 |
| 4.1.3 仿真分析 |
| 4.2 三通道BPSK、BPSK、QPSK光异或门兼波长变换和多波长组播方案 |
| 4.2.1 多路混合调制光信号并行多功能处理的意义 |
| 4.2.2 三通道BPSK、BPSK、QPSK光异或门兼波长变换和多波长组播方案 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 三通道BPSK、BPSK、QPSK混合调制光信号光域加密/解密方案 |
| 4.3.1 光域加密/解密的意义 |
| 4.3.2 三通道BPSK、BPSK、QPSK混合调制光信号光域加密/解密方案 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 光互连中基于概率整形的数字信号处理 |
| 5.1 PS-PAM4信号的互信息 |
| 5.1.1 概率整形的意义 |
| 5.1.2 PS-PAM4信号的互信息 |
| 5.2 基于PS-PAM4的光纤互连系统 |
| 5.2.1 PS-PAM4信号对于中短距离IM-DD光纤互连系统的意义 |
| 5.2.2 基于PS-PAM4信号的光纤互连系统设计 |
| 5.2.3 仿真分析 |
| 5.3 基于PS-PAM4的可见光互连系统 |
| 5.3.1 PS-PAM4对于IM-DD短距离可见光互连系统的意义 |
| 5.3.2 基于PS-PAM4信号的可见光互连系统设计 |
| 5.3.3 实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 附录 缩略语 |
| 致谢 |
| 博士期间发表论文 |
（8）基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 波长可调谐激光器 |
| 1.2.1 宽带波长可调谐激光器展现状 |
| 1.2.2 波长调谐范围扩展技术 |
| 1.2.3 波长准连续调谐技术 |
| 1.2.4 啁啾可控技术 |
| 1.2.5 激光器可集成化的光功率探测器 |
| 1.3 高速光波长转换芯片发展现状 |
| 1.3.1 光波长转换器芯片 |
| 1.3.2 光路交换OCS芯片 |
| 1.3.3 光分组交换OPS芯片 |
| 1.3.4 光突发交换OBS |
| 1.4 本论文的章节安排 |
| 1.5 本论文主要创新点 |
| 2 基于V型腔激光器的有源器件性能的研究 |
| 2.1 探索V型腔激光器的性能提升方法 |
| 2.1.1 调谐范围的扩展 |
| 2.1.2 准连续调谐的实现 |
| 2.1.3 啁啾可控的实现 |
| 2.2 V型腔激光器和光探测器的集成研究 |
| 2.2.1 刻蚀槽V型腔激光器 |
| 2.2.2 集成光探测器的性能分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于V型腔激光器的多功能芯片的仿真和设计 |
| 3.1 基于V型耦合腔可调谐激光器的波长转换器 |
| 3.1.1 基于时域行波模型的V型耦合腔可调谐激光器性能分析 |
| 3.1.2 基于SOA-XGM的波长转换器 |
| 3.1.3 基于SOA-XPM的波长转换器 |
| 3.2 基于V型耦合腔可调谐激光器的4×4光子路由器 |
| 3.2.1 4×4光子路由器工作原理 |
| 3.2.2 4×4光子路由器设计 |
| 3.2.3 4×4光子路由器软件仿真 |
| 3.3 基于V型耦合腔可调谐激光器的16×16光子路由器 |
| 3.3.1 16×16光子路由器工作原理 |
| 3.3.2 16×16光子路由器设计原理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于V型腔激光器多功能芯片的集成平台研究 |
| 4.1 集成平台简介 |
| 4.2 端对接技术 |
| 4.2.1 端对接技术的工艺 |
| 4.2.2 基于Butt-Joint的V型腔可调谐激光器 |
| 4.2.3 分立器件分析 |
| 4.2.4 4×4光子路由器 |
| 4.2.5 16×16光子路由器 |
| 4.3 量子阱混杂技术 |
| 4.3.1 量子阱混杂技术的工艺 |
| 4.3.2 基于V型腔的可调谐激光器 |
| 4.3.3 4×4光子路由器 |
| 4.4 偏置量子阱技术 |
| 4.4.1 偏置量子阱技术的工艺 |
| 4.4.2 基本单元层的外延生长 |
| 4.4.3 基于V型腔的可调谐激光器 |
| 4.4.4 N×N光子路由器 |
| 4.5 本章总结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 个人简介 |
| 博士在读期间发表论文情况 |
（9）正交频分复用信号的全光波长变换技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状及研究意义 |
| 1.3 论文主要研究工作 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 全光波长变换技术与OFDM技术 |
| 2.1 全光波长变换技术在全光网络中的应用 |
| 2.2 全光波长变换技术 |
| 2.2.1 基于SOA的XGM型全光波长变换技术 |
| 2.2.2 基于SOA的XPM型全光波长变换技术 |
| 2.2.3 基于EAM的XAM型全光波长变换技术 |
| 2.2.4 基于FWM效应的全光波长变换技术 |
| 2.2.5 基于DFG/SFG效应的全光波长变换技术 |
| 2.3 OFDM技术 |
| 2.3.1 OFDM技术的发展史 |
| 2.3.2 OFDM技术基本原理 |
| 2.3.3 OFDM体制的频带利用率 |
| 2.3.4 OFDM基于离散傅里叶变换的实现 |
| 2.3.5 OFDM的循环前缀 |
| 2.3.6 OFDM信号时域波形特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于双模注入锁定FP激光器实现OFDM信号AOWC的仿真研究 |
| 3.1 基于双模注入锁定FP激光器的全光波长变换原理 |
| 3.2 基于双模注入锁定FP激光器实现OFDM信号AOWC的仿真 |
| 3.2.1 仿真原理框图及仿真环境配置 |
| 3.2.2 仿真结果与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于双模注入锁定FP激光器实现OFDM信号AOWC的实验研究 |
| 4.1 基于双模注入锁定FP激光器实现OFDM信号AOWC的实验研究 |
| 4.2 OFDM信号 的AOWC实验配置 |
| 4.3 实验结果及讨论 |
| 4.3.1 双模注入锁定FP激光器的输出光谱 |
| 4.3.2 基于双模注入锁定FP激光器的AOWC的频率响应 |
| 4.3.3 基于双模注入锁定FP激光器的AOWC的传输函数 |
| 4.3.4 基于双模注入锁定FP激光器的AOWC的性能容忍性 |
| 4.3.5 基于双模注入锁定FP激光器的AOWC的系统容量 |
| 4.3.6 基于双模注入锁定FP激光器的AOWC的功率代价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于多模注入锁定FP激光器实现OFDM信号AOWM的实验研究 |
| 5.1 基于多模注入锁定FP激光器实现OFDM信号AOWM的实验研究 |
| 5.2 OFDM信号的AOWM实验配置 |
| 5.3 实验结果及讨论 |
| 5.4 应用场景 |
| 5.4.1 构建WDM-PON接入扩展 |
| 5.4.2 构建WDM-PON中的全光虚拟专用网络 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）四波混频光生毫米波技术研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 基于四波混频的光生毫米波原理 |
| 2.1 四波混频原理 |
| 2.2 基于四波混频的光生毫米波技术 |
| 3 研究现状 |
| 3.1 基于SOA的四波混频毫米波信号生成 |
| 3.2 基于HNLF的四波混频毫米波信号生成 |
| 3.3 基于硅基波导的四波混频毫米波信号生成 |
| 4 发展趋势 |
| 4.1 基于硫系波导的四波混频毫米波信号生成 |
| 4.2 基于硫系玻璃光纤的四波混频毫米波信号生成 |
| 5 结束语 |
四、All-Optical Wavelength Conversion With Multi-Channel Broadcasting at 10 Gb/s Using an Electroabsorption Modulator（论文参考文献）
- [1]光载射频信号处理若干技术及应用研究[D]. 陈光. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究[D]. 张晓玲. 电子科技大学, 2021
- [3]基于SOA级联滤波器的全光信号处理研究[D]. 黄祝阳. 华中科技大学, 2020
- [4]基于软件定义网的多维多域光网络带宽资源优化技术研究[D]. 王富. 北京邮电大学, 2020(04)
- [5]基于光学物理层网络编码（OPNC）的全光网络研究[D]. 陈佳龙. 深圳大学, 2020
- [6]高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究[D]. 孙剑. 北京交通大学, 2019(01)
- [7]中短距离光联网信号处理若干关键技术研究[D]. 黎泽. 北京邮电大学, 2018(01)
- [8]基于VCL激光器的多功能集成光芯片的研究[D]. 廖晓露. 浙江大学, 2017(03)
- [9]正交频分复用信号的全光波长变换技术研究[D]. 党军涛. 电子科技大学, 2017(02)
- [10]四波混频光生毫米波技术研究进展[J]. 刘丽,徐铁峰,戴振祥,刘太君,戴世勋,王训四,张秀普. 激光与光电子学进展, 2016(05)